ГОСТ 6689.10-92

ГОСТ 6689.10-92 Нікель, сплави нікелеві та мідно-нікелеві. Методи визначення вуглецю

ГОСТ 6689.10-92

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

НІКЕЛЬ, СПЛАВИ НІКЕЛІВІ І МЕДНО-МИКЕЛІВІ

Методи визначення вуглецю

Nickel, nickel і copper-nickel alloys. Методи для визначення карбону

ОКСТУ 1709

Дата введення 1993-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством металургії СРСР

РОЗРОБНИКИ

В. Н. Федоров, Ю. М. Лейбов , Б. П. Краснов , А. Н. Боганова , І. А. Воробйова

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Комітету стандартизації та метрології СРСР від 18.02.92 N 167

3. ВЗАМІН ГОСТ 6689.10-80

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Даний стандарт встановлює потенціометричний (при масовій частці вуглецю від 0,002 до 0,3%), волюмометричний (при масовій частці вуглецю від 0,01 до 0,3%) методи та метод із застосуванням автоматичних та напівавтоматичних аналізаторів (при масовій частці вуглецю від 0,00 до 0,3%) для визначення вуглецю в нікелевих та мідно-нікелевих сплавах за ГОСТ 492 * та ГОСТ 19241 .
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 492-2006 . - Примітка виробника бази даних.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

Загальні вимоги до методів аналізу за ГОСТ 25086 із доповненням по разд.1 ГОСТ 6689.1.

2. ПОТЕНЦІОМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВУГЛЕЦЮ

2.1. Сутність методу

Метод заснований на спалюванні навішування сплаву в струмі кисню при 1350-1400 °С, поглинанні двоокису вуглецю, що утворюється розчином хлористого барію і гідрату окису барію і титрування цього розчину гідратом окису барію до початкового значення рН.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Установка визначення вуглецю (черт.1) складається з балона з киснем 1 або киснепроводу; U-подібної трубки з натронним вапном 2; судини з 1 моль/дм сірчаною кислотою 3, судини з розчином (40 г/дм ) гідроокису натрію 4; апаратури для спалювання окису вуглецю 5; судини з розчином (50 г/дм ) гідроокису барію 6; судини з 2 моль/дм розчином сірчаної кислоти 7; запору (пробки) трубки для спалювання 8; холодильників 9, 12; фарфорової трубки для спалювання 10 діаметром 18-22 мм (трубка перед застосуванням повинна бути прожарена при 1200 ° С); горизонтальної електричної трубчастої печі 11 з автоматичним регулюванням температури 1400 °C; абсорбційної судини з двоокисом марганцю 13; судини для вирівнювання тиску 14; триходового крана 15; трубки з електродами 16 (чорт.2); мікробюретки з розчином гідроксиду барію 17; гальванометра 18; компенсаційної схеми 19 (чорт.3).

Чорт.1

Чорт.2

Чорт.3

Трубка з електродами (черт.2) складається із скляної трубки 1; хлорсрібного електрода 2; пробок 3; впаяного платинового електрода 4; гумового сполучного кільця 5; скляного фільтра 6; пробки, що закриває скляний фільтр 7; газопровідної трубки 8.

Компенсаційна схема (чорт.3) складається з трубки 1 із твердого скла діаметром 6-8 мм; спіралі 2 із платинового дроту діаметром 1 мм; змінного опору 3 на 1,5 Ом та 4 А; акумулятора 4 на 6 ст.

Мідь марки МО за ГОСТ 859 * у вигляді дрібної стружки або тирси.
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 859-2001 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490 , розчин 40 г/дм .

Барій хлористий за ГОСТ 4108 .

Марганець сірчанокислий за ГОСТ 435 .

Стандартний зразок встановлення робочого режиму установки. Використовують державні стандартні зразки: ДСО 2146-81, ДСО 838-84п, ДСО 1632-83п, ДСО 1377-82п, ДСО 716-84п, ДСО 1862-85п, ДСО 1862-80, ДСО 1098-5.

Барію гідроокис 8-водна за ГОСТ 4107 , розчин 50 г/дм та розчин для титрування. Розчин для титрування: 5 г гідроокису барію та 1,4 г гідроокису натрію розчиняють у 1 дм кип'яченої води. Розчин перемішують, фільтрують та заливають у мікробюретку. Усі отвори мікробюретки повинні бути закриті трубочками, заповненими натронним вапном.

Встановлюють масову концентрацію розчину гідроксиду барію: 1 г стандартного зразка нікелю або сталі у вигляді дрібної стружки поміщають у порцеляновий човник, перемішуючи з 1 г міді.

Човен поміщають у трубку для спалювання і далі надходять, як зазначено в п. 2.4.

Двоокис марганцю, обложений на волокнах азбесту: 13 г сірчанокислого марганцю розчиняють у невеликій кількості води і цим розчином насичують 90 г азбестових волокон, попередньо прожарених при 1000 °C. У посудину з азбестом та сірчанокислим марганцем додають 200 см. розчину марганцевокислого калію і кип'ятять 5 хв. Азбест з осадженим двоокис марганцю відфільтровують, промивають гарячою водою і сушать при 105 °C.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Водню перекис за ГОСТ 10929 , 30%-ний розчин.

Фенолфталеїн з НТД, розчин 10 г/дм у етиловому спирті.

Поглинальний розчин: 11 г хлористого барію розчиняють у 500 см свіжопрокип'яченої води, додають 5 см етилового спирту та 0,5 см перекису водню, розчин розбавляють водою до 1 дм. .

Порцелянові човники неглазуровані, попередньо прожарені при 1200 ° C струмі кисню. Човники зберігають в ексикаторі з натронним вапном або хлористим кальцієм.

Кисень газоподібний згідно з ГОСТ 5583 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 , 2 моль/дм розчин.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 та розчин 40 г/дм .

Масову концентрацію розчину гідроокису барію обчислюють за формулою

,

де - масова частка вуглецю у стандартному зразку, %;

- Об'єм розчину гідроокису барію, витрачений на титрування, см .

Вапно натронне із вмістом 6-8% вологи.

Кальцій хлористий НТД.

2.3. Підготовка апаратури

Пекти нагрівають до 1350-1400 °С і трубку закривають пробкою. Встановлюють швидкість подачі кисню таким чином, щоб спалювання проби відбувалося за його надлишку. Посудину для вирівнювання тиску опускають, при цьому поглинальна трубка заповнюється розчином. На циліндричній посудині роблять позначку рівня ртуті, при якому скляний фільтр починає пропускати кисень. Потім посудину з ртуттю піднімають і встановлюють на штативі.

До поглинального розчину додають 3 краплі розчину фенолфталеїну, 1 см розчину гідроксиду барію, перемішують, пропускають кисень і встановлюють стрілку гальванометра на нулі за допомогою компенсаційної схеми. Триходовий кран повертають так, щоб апаратура була з'єднана з атмосферою і відкривають трубку для спалювання.

2.4. Проведення аналізу

Наважку дрібної стружки сплаву масою 1 г поміщають у порцеляновий човник і перемішують 1 г стружки або тирси міді. Човен поміщають у трубку для спалювання, трубку закривають пробкою і перекривають триходовий кран.

Посудину для вирівнювання тиску опускають. Коли ртуть у циліндричній посудині доходить до мітки (див. п. 2.3), повертають триходовий кран, з'єднуючи трубку для спалювання з поглинальною судиною.

У міру спалювання навішування поглинальний розчин титрують розчином гідроксиду барію до повернення стрілки гальванометра у вихідне положення. Після закінчення спалювання посудину для вирівнювання обережно піднімають та припиняють титрування.

Одночасно проводять досвід з 1 г мідних стружок або тирси.

2.5. Обробка результатів

2.5.1. Масову частку вуглецю у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину гідроокису барію, що пішов на титрування двоокису вуглецю, що виділився при спалюванні проби, см ;

- Об'єм розчину гідроокису барію, витрачений на титрування розчину в холостому досвіді, см ;

- масова концентрація розчину гідроокису барію;

- Маса навішування сплаву, р.

2.5.2. Розбіжності результатів трьох паралельних визначень (показник збіжності) та результатів двох аналізів (показник збіжності) не повинні перевищувати значень розбіжностей, що допускаються, наведених у таблиці.

2.5.3. Контроль точності результатів аналізу гарантується встановленням робочого режиму встановлення за Державними стандартними зразками (п. 2.2), затвердженими згідно з ГОСТ 8.315*, відповідно до ГОСТ 25086 .
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 8.315-97, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

3. ВОЛЮМОМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВУГЛЕЦЮ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на спалюванні навішування сплаву в струмі кисню при 1350-1400 ° С, поглинанні двоокису вуглецю, що утворюється, розчином їдкого калію. По різниці початкового обсягу газу та його обсягу після поглинання двоокису вуглецю розчином гідроксиду калію знаходять вміст вуглецю.

3.2. Апаратура, реактиви та розчини

Установка визначення (черт.4) вуглецю складається з кисневого балона 1 з редуктором або киснедопроводу; склянки Тищенко з розчином гідроксиду калію (30%-ний), що містить 5% марганцевокислого калію, 2 та склянки з 1 моль/дм розчину сірчаної кислоти 3; колонки з гранульованим гідроксидом калію 4; одноходового крана 5; фарфорової трубки 6 внутрішнім діаметром 18-22 мм (трубка перед використанням повинна бути прожарена при 1300 ° С); горизонтальної електричної трубчастої печі 7 з автоматичним регулюванням температури 1400 °C; скляного кулькового фільтра 8, заповненого скляною ватою; скляного одноходового крана 9; газоаналізатора ГОУ-1 або ГОУ-2 10 НТД.

Чорт.4

Газоаналізатор включає змійниковий холодильник 11; триходовий кран 12; газовимірювальну бюретку (евдіометр) 13; зрівняльну склянку 14; поглинальна посудина з кулею 15 і поглинальна судина 16.

Мідь марки МО за ГОСТ 859 у вигляді дрібної стружки або тирси.

Човники порцелянові неглазуровані, попередньо прожарені при робочій температурі струму кисню. Човники зберігаються в ексикаторі з хлористим кальцієм або натронним вапном.

Стандартний зразок встановлення робочого режиму установки. Використовують Державні стандартні зразки: ДСО 2146-81, ДСО 888-84п, ДСО 1774-84п, ДСО 1632-83п, ДСО 716-84п, ДСО 1862-85п, ДСО 1609-85п.

Вапно натронне із вмістом вологи 6-8%.

Калій хлористий НТД.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490 , розчин 50 г/дм у розчині 400 г/дм їдкого калію.

Калію гідроксид 1 моль/дм розчин.

3.3. Підготовка апаратури

При перевірці на герметичність один кінець порцелянової трубки з'єднують гумовим шлангом через очисні склянки з балоном, а другий з апаратом ГОУ. При робочій температурі печі заповнюють поглинальні судини ГОУ розчином їдкого калію, а зрівняльну склянку поміщають 400-450 див. 2%-ного розчину сірчаної кислоти, що містить дві-три краплі розчину метилового оранжевого.

Зміна забарвлення метилового помаранчевого від червоного до жовтого при роботі вказує на проникнення в евдіометр розчину лугу з поглинальної судини. У цьому випадку рідину в евдіометрі необхідно негайно замінити на свіжу. Після кожного заповнення зрівняльної склянки свіжою рідиною рекомендується зробити одне-два попередні спалювання наважок нікелевого або мідно-нікелевого сплаву для насичення цієї рідини двоокисом вуглецю. В іншому випадку при визначенні вуглецю після заповнення зрівняльної склянки свіжою рідиною перші результати можуть бути заниженими.

Для контролю правильності роботи установки перед початком роботи і через кожні 2-3 години під час роботи спалюють дві-три навішування стандартного зразка нікелю або сталі з атестованим вмістом вуглецю.

3.4. Проведення аналізу

Наважку сплаву масою 1 г поміщають у порцеляновий човник і рівномірним шаром додають 0,5-1 г мідної стружки або тирси. Човен з наважкою і плавнем гачком поміщають у найбільш нагріту частину порцелянової трубки. Кінець трубки негайно закривають гумовою пробкою, з'єднуючи таким чином піч із кисневим балоном та апаратом. Через 10-20 с пропускають струм кисню зі швидкістю 4-5 бульбашок на секунду.

Коли спалювання закінчується, рівень рідини в евдіометрі починає швидко падати і при досягненні ним майже нульового поділу шкали припиняють подачу кисню, від'єднують порцелянову трубку та витягають човник. Рівень рідини в евдіометрі встановлюють на нульовому розподілі шкали, а рівень рідини в зрівняльній склянці встановлюють одному рівні з рідиною в евдіометрі. Газову суміш переводять поворотом крана в поглинач, стежачи за тим, щоб у верхній частині евдіометра не залишалося бульбашок газу.

З поглинального судини залишок газу знову перекачують в евдіометр і операцію поглинання двоокису вуглецю повторюють.

Поворотом крана від'єднують евдіометр від поглиначів. Після 1 хв витримки вимірюють об'єм газу, для чого зрівняльну склянку переміщають вертикально вздовж бюретки знизу вгору до положення, в якому рівні рідини в евдіометрі та зрівняльній склянці збігаються.

Вимірявши обсяг газу в бюретці, фіксують відповідний поділ шкали. При проведенні аналізу фіксують температуру газу в евдіометрі та атмосферний тиск на барометрі. Проводять холостий досвід з 0,5 або 1 г дрібної стружки за описаною вище методикою.

3.5. Обробка результатів

3.5.1. Масову частку вуглецю у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Показники шкали евдіометра після поглинання двоокису вуглецю при спалюванні аналізованої проби, %;

- Показники шкали евдіометра після поглинання двоокису вуглецю при спалюванні мідної стружки, %;

- Коефіцієнт поправочний на температуру і тиск (таблична величина);

- Маса навішування сплаву, р.

3.5.2. Розбіжності результатів трьох паралельних визначень (показник збіжності) та результатів двох аналізів (показник відтворюваності) не повинні перевищувати значень розбіжностей, що допускаються, наведених у таблиці.

3.5.3. Контроль точності результатів аналізу гарантується встановленням робочого режиму встановлення за Державними стандартними зразками (п. 3.2), затвердженими за ГОСТ 8.315, відповідно до ГОСТ 25086 .

4. МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВУГЛЕДУ З ЗАСТОСУВАННЯМ АВТОМАТИЧНИХ І НАПІВАВТОМАТИЧНИХ АНАЛІЗАТОРІВ

4.1. Сутність методу

Метод заснований на визначенні вуглецю за допомогою газоаналізатора, що забезпечує спалювання навішування проби сплаву струмі кисню при 1300-1800 ° С у присутності плавня. Масову частку вуглецю у відсотках визначають за кількістю двоокису вуглецю, що утворився, вимірюванням кількості поглинених нею інфрачервоних променів (ІЧ-спектроскопії) або поглинанні двоокису вуглецю, що утворився, слаболужним розчином і визначенні вуглецю (залежно від типу газоаналізатора).

4.2. Апаратура, реактиви

Аналізатор будь-якого типу, обладнаний піччю (індукційною, трубчастою або іншого типу) для спалювання проби в струмі кисню з детектором, що працює на принципі ІЧ-спектроскопії або інших вищенаведених принципів.

Тигли вогнетривкі керамічні по НТД, попередньо прожарені в печі муфельної при температурі 1000-1100 °С протягом 3-4 год, зберігають в ексикаторі. Шліф кришки ексікатора не рекомендується покривати змащувальною речовиною. Форму та розміри тиглів вибирають в залежності від типу приладу, що застосовується.

Плавень:

окис міді у вигляді дроту або порошку, прожарений при температурі (800±20) °С протягом 3-4 год;

свинець металевий за ТУ 6-09-3523. Суміш олова металевого за ТУ 6-09-2705 та заліза канбонільного ОСУ 13-2 за ТУ 6-09-3000, взятих у співвідношенні 2:1;

суміш вольфраму металевого ШВЧ за ТУ 48-19-57 та олова металевого за ТУ 6-09-2705, взятих у співвідношенні 1:1.

Допускається застосування інших плавнів.

Ефір етиловий оцтової кислоти за ГОСТ 22300 або спирт етиловий технічний за ГОСТ 18300 .

Кисень технічний за ГОСТ 5583 із киснепроводу або балона з киснем.

Стандартні зразки нікелевих сплавів або вуглецевих сталей ДСО 2146-81, ДСО 1862-80, ДСО 1498-83п, ДСО 1862-85п, ДСО 1609-85п, ДСО 888-84п, ДСО 1785-70 83п, ДСО 1640-83п.

4.3. Проведення аналізу

4.3.1. Прилад приводять у робочий стан відповідно до інструкції.

Наважку сплаву масою 1 г, при необхідності промиту ефіром або спиртом, поміщають у керамічний тигель, покривають наважкою плавня у співвідношенні 1:2 і проводять аналіз згідно з інструкцією з експлуатації аналізатора. Результат аналізу отримують, виходячи з показань приладу, або уточнюють з урахуванням значення контрольного досвіду.

При контрольному досвіді проводять аналіз підготовленого тигля з добавкою плавня, що застосовується.

4.3.2. Градуювання аналізатора проводять за стандартними зразками сталі типу вуглецевої або нікелевих сплавів. Результати аналізу використовують для коригування налаштування аналізатора.

Зі значень показань аналізатора віднімають значення контрольного досвіду, за отриманими значеннями і відповідним ним вмістом вуглецю в стандартних зразках будують градуювальний графік або обчислюють градуювальну функцію.

4.4. Обробка результатів

4.4.1. Масову частку вуглецю у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса вуглецю, знайдена за градуювальним графіком;

- Маса навішування проби, р.

Примітка. При повністю автоматизованому аналізі цифрової індикації вказується безпосередньо результат аналізу.

4.4.2. Розбіжності результатів трьох паралельних визначень (показник збіжності) та результатів двох аналізів (показник відтворюваності) не повинні перевищувати значень розбіжностей, що допускаються, зазначених у табл.1.

4.4.3. Контроль точності аналізу гарантується градуюванням аналізатора за Державними стандартними зразками (п. 4.2), затвердженими за ГОСТ 8.315, відповідно до ГОСТ 25086 .